专利名称：上水管排空防冻方法及上水管排空防冻装置的制作方法
技术领域：
本发明属于一种水管防冻方法及防冻装置，特别是一种上水管排空防冻方法及上水管排空防冻装置。
背景技术：
在日常生活中，常用上、下水管对水位提升，如太阳能热水器，大多数的太阳能热水器需要置于楼顶、屋面，用上水管与自来水管连接，同时还要安装下水管，或用一根水管作为上、下水管(即提升水和下放水用同一根管子)，再如水塔或安装在楼顶、屋面上的储水箱，也要通过上、下水管与自来水管或提水设备连接，暴露在外面的上、下水管在冬季均存在冻裂的问题，故必须采取防冻措施。目前所采用的防冻措施分为四种一是保温措施，采用保温材料将上、下水管包扎，这种保温措施在气温不低于-18℃时效果还可以，但在气温低于-18℃时，往往不能起到防止上、下水管冻裂的作用；二是加热措施，通过对上、下水管捆扎加热材料，进行加热，使管体温度上升，以避免管体内的水结冰，这种措施需要专用设备加热，故提高了使用费，所以一般不采用；三是保温与加热相结合的措施，虽有较好的效果，但使用费高；四是设法将上水管内的水排出的方法，此方法自然十分有效，因无水可冻，但目前仅限于低水位的储水设备，对于高水位水箱的上、下水管进行将水排出防冻的有效措施尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种容易实施、成本低、通过将水排出，达到彻底、有效的防止上水管冻裂的上水管排空防冻方法。
本发明的另一个目的在于提供一种结构简单、容易操作、使用费低、可将上水管内的水完全排出的上水管排空防冻装置。
为达到以上目的，本发明所采用的技术方案是该上水管排空防冻方法是采用两种比重不同的介质，在一个容器内比重小的始终在比重大的上面的原理，在上水管的底部设一个气水交换密封箱，上水管的上端从高水位水箱的上部插入高水位水箱内，具体步骤是首先将气水交换密封箱内充满气体，并密封，然后再将气水交换密封箱与其箱体上侧的上水管连通，其箱体上侧的上水管内的水下流至气水交换密封箱内，气水交换密封箱内的气体则同时进入箱体上侧的上水管内，当箱体上侧的上水管内的水将气水交换密封箱内充满后，断开箱体上侧的上水管内的水流入气水交换密封箱内的通道，放出气水交换密封箱内的水，同时将气水交换密封箱内充满气体，并密封，再接通气水交换密封箱上侧的上水管，气水交换密封箱上侧的上水管内的水再次下流至气水交换密封箱内，气水交换密封箱内的气体再次同时进入气水交换密封箱上侧的上水管内，依次反复，直至气水交换密封箱上侧的上水管内全部充满空气，则可达到彻底、有效的防冻，反复次数与气水交换密封箱箱体容积及箱体上侧的上水管容积有关，在气水交换密封箱箱体容积大于箱体上侧的上水管的容积的情况下，可一次性的将气水交换密封箱上侧的上水管内的水全部排出。对气水交换密封箱内充气，可以采用与大气压相通的压力充气，也可以采取用水压加压或用人工加压充气，通过对进入气水交换密封箱内的气体加压，可加快气水交换速度。
如上所述的上水管排空防冻方法的上水管排空防冻装置，其特征在于该装置由箱体、箱体上侧的上水管接头、箱体下侧的上水管接头构成，在箱体上侧的上水管接头上设有气水交换开关和进气阀，在箱体下侧的上水管接头上设截止开关和排水阀，使用时，将箱体上侧的上水管接头与箱体上侧的上水管下端口连接，箱体下侧的上水管接头与自来水管或进水设备连接，排水阀的外管口与排水管连接，排水管外接二次用水设备。气温在零上时，无须防冻，进气阀和排水阀处在常关闭状态，箱体下侧的上水管接头上的截止开关与箱体上侧的上水管接头上的气水交换开关处在常开状态，此时，箱体只起连通水管的作用；当气温在零下，需要防冻时，可关闭箱体下侧的上水管接头上的截止开关，对箱体上侧的上水管内的水进行气水交换，其交换过程是先关闭箱体上侧的上水管接头上的气水交换开关，再打开箱体下侧的上水管接头上的排水阀和箱体上侧的上水管接头上的进气阀，此时，箱体内的水排出，并同时充满与大气压一致的气体，然后，关闭箱体下侧的上水管接头上的排水阀和箱体上侧的上水管接头上的进气阀，打开箱体上侧的上水管接头上的气水交换开关，箱体上侧的上水管内的水流入箱体内，同时箱体内的气体进入箱体上侧的上水管内，当箱体内充满水后，第一次交换过程结束，再关闭箱体上侧的上水管接头上的气水交换开关，打开箱体下侧的上水管接头上的排水阀和箱体上侧的上水管接头上的进气阀，使箱体内的水排出，在大气压作用下，同时充满气体，再关闭箱体下侧的上水管接头上的排水阀和箱体上侧的上水管接头的进气阀，打开箱体上侧的上水管接头上的气水交换开关，进行第二个交换过程，依次往复，直至箱体上侧的上水管内的水排空为止。
该上水管排控防冻装置还可通过如下措施实施其装置上的阀门或开关采用集成方式，以使结构更加紧凑，该上水管排控防冻装置，由转芯外壳、转芯和箱体构成，箱体固定在转芯外壳的一端，转芯装在转芯外壳内，并严密套紧，不会产生漏水，可用陶瓷材料或塑料制作，在转芯外壳上沿同一个横断面设有四个通孔，处在上侧的一个为上水管通孔，沿顺时针转45度处设进气通孔，处在下侧的一个为排水通孔，顺时针转动225度处为自来水管通孔，在转芯上设有三个通孔，与转芯外壳的四个通孔处在同一个截面上，分别标为K1、K2、K3通孔，其中K1通孔顺时针转90度处为K2通孔，顺时针转225度处为K3通孔。转芯上的K1通孔处在正上侧时，转芯上的位置标记指向上水档A，在转芯逆时针转动45度时，转芯上的位置标记指向排水进气档B，再逆时针继续转动45度时，转芯上的位置标记指向气水交换档C，在转芯上的位置标记指向上水档A时，转芯外壳的上水管通孔与转芯上的K1通孔对应连通，转芯外壳上自来水管通孔与转芯上的K3通孔连通，这时自来水向上加水，在转芯位置标记指向排水进气档B时，转芯外壳上的进气孔与转芯上的K2通孔连通，转芯外壳上的排水孔与转芯上的K3通孔连通，箱体内排水进气；当转芯上的位置标记指向气水交换档C时，转芯外壳的上水管通孔与转芯K2上的通孔连通，这时，上水管内的水和箱体内气体发生位置交换，完成第一次排空，依次转动转芯，可完成第二次排空，往复进行，直至将上水管内的水全部排空。
本发明的有益效果在于与目前使用的防冻方法及所采用的防冻装置相比，明显存在以下优点1、防冻彻底、效果最好、适应性最强，由于在防冻时是采用将上、下水管中的水全部排空，故无水可冻，根本就不存在冻坏水管的问题；2、施工、维修和使用均较方便，安装使用时完全在室内操作，无须沿管道至楼顶进行施工；3、费用低，无须购置大量的防冻材料和设备，故大大的降低了安装费、使用费、维修费；4、使用寿命长，因在不使用的时候将水排空，故减少了水的腐蚀时间及水压损坏，延长了使用寿命；5、不存在环境污染。
以下图1给出了一个实施例，它是将该排空装置直接连接在上水管上的实施例结构主视示意图。
图2给出了集成式排空装置的实施例结构主视示意图。
图2A为图2转芯上的位置标记指向上水档在A时的位置剖视示意图。
图2B为图2转芯上的位置标记指向排水进气档B时的位置剖视示意图。
图2C为图2转芯上的位置标记指向气水交换档C时的位置剖视示意图。
图3给出了并联方式实施例结构主视示意图。
具体实施例方式
实施例1参照图1制作实施例1。一种上水管排空装置，其特征在于该装置由箱体1、箱体1上侧的上水管接头2、箱体1下侧的上水管接头3构成，在箱体1上侧的上水管接头2上设有气水交换开关4和进气阀7，在箱体1下侧的上水管接头3上设截止开关5和排水阀6，使用时，将箱体1上侧的上水管接头2与箱体1上侧的上水管2′下端口连接，箱体1下侧的上水管接头3与自来水管3′或进水设备连接，排水阀6的外管口与排水管连接，排水管外接二次用水设备。气温在零上时，无须防冻，进气阀7和排水阀6处在常关闭状态，箱体1下侧的上水管接头3上的截止开关5与箱体1上侧的上水管接头2上的气水交换开关4均处在常开状态，此时，箱体1只起连通水管的作用；当气温在零下，需要防冻时，可关闭箱体1下侧的上水管接头3上的截止开关5，对箱体1上侧的上水管2′内的水进行气水交换，其交换过程是先关闭箱体1上侧的上水管接头2上的气水交换开关4，再打开箱体1下侧的上水管接头3上的排水阀6和箱体1上侧的上水管接头2上的进气阀7，此时，箱体1内的水排出，并同时充满与大气压一致的气体，然后，关闭箱体1下侧的上水管接头3上的排水阀6和箱体1上侧的上水管接头2上的进气阀7，打开箱体1上侧的上水管接头2上的气水交换开关4，箱体1上侧的上水管2′内的水流入箱体1内，同时箱体1内的气体进入箱体1上侧的上水管2′内，当箱体1内充满水后，第一次交换过程结束，再关闭箱体1上侧的上水管接头2上的气水交换开关4，打开箱体1下侧的上水管接头3上的排水阀6及箱体1上侧的上水管接头2上的进气阀7，使箱体1内的水排出，在大气压作用下，同时充满气体，再关闭箱体1下侧的上水管接头3上的排水阀6和箱体1上侧的上水管接头2上的进气阀7，打开箱体1上侧的上水管接头2上的气水交换开关4，进行第二个交换过程，依次往复，直至箱体1上侧的上水管2′内的水排空为止。
实施例2参照图2、图2A、图2B、图2C制作实施例2。图2给出了一个将装置上的阀门或开关集成的实施例。该上水管排空防冻装置，由转芯外壳8、转芯9和箱体1构成，箱体1固定在转芯外壳8的一端，转芯9装在转芯外壳8内，并严密套紧，不会产生漏水，可用陶瓷材料或塑料制作，在转芯外壳8上沿同一个横断面设有四个通孔，处在上侧的一个为上水管通孔10，沿顺时针转45度处设进气通孔11，处在下侧的一个为排水通孔14，顺时针转动225度处为自来水管通孔13，在转芯9上设有三个通孔，与转芯外壳8的四个通孔处在同一个横截面上，分别标为K1、K2、K3通孔17、18、19，其中离K1通孔17顺时针转90度处为K2通孔18，顺时针转225度处为K3通孔19，转芯9上的K1通孔17处在正上侧时，转芯9上的位置标记12指向上水档A，在转芯9逆时针转动45度时，转芯9上的位置标记12指向排水进气档B，再逆时针继续转动45度时，转芯9上的位置标记12指向气水交换档C，在转芯9上的位置标记12指向上水档A时，转芯外壳8的上水管通孔10与转芯9上的K1通孔17对应连通，转芯外壳8上的自来水管通孔13与转芯9上的K3通孔19连通，这时自来水向上加水，在转芯9上的位置标记12指向排水进气档B时，转芯外壳8上的进气孔11与转芯9上的K2通孔18连通，转芯外壳8上的排水通孔14与转芯9上的K3通孔19连通，箱体内排水进气；当转芯9上的位置标记12指向气水交换档C时，转芯外壳8的上水管通孔10与转芯9上的K2通孔18连通，这时，上水管内的水和箱体内气体发生位置交换，完成第一次排空，依次转动转芯9，可完成第二次排空，往复进行，直至将上水管内的水全部排空。
实施例3参照图3制作实施例3。所述的上水管排空防冻装置也可采用如图3所示的并联方式连接在上水管2′的主管道2″的一侧，该装置的结构如图1，此种连接方法，在主管道2″上需设两个阀门15、16。
所述的上水管2′可包括垂直段上水管和斜段上水管，安装时应注意斜段上水管不得有较大的弯曲。
权利要求
1.一种上水管排空防冻方法，其特征在于在上水管的底部设一个气水交换密封箱，上水管的上端从高水位水箱的上部插入高水位水箱内，具体步骤是首先将气水交换密封箱内充满气体，并密封，然后再将气水交换密封箱与其箱体上侧的上水管连通，其箱体上侧的上水管内的水下流至气水交换密封箱内，气水交换密封箱内的气体则同时进入箱体上侧的上水管内，当箱体上侧的上水管内的水将气水交换密封箱内充满后，断开箱体上侧的上水管内的水流入气水交换密封箱内的通道，放出气水交换密封箱内的水，同时将气水交换密封箱内充满气体，并密封，再接通气水交换密封箱上侧的上水管，气水交换密封箱上侧的上水管内的水再次下流至气水交换密封箱内，气水交换密封箱内的气体再次同时进入气水交换密封箱上侧的上水管内，依次反复，直至气水交换密封箱上侧的上水管内全部充满空气，反复次数与气水交换密封箱箱体容积及箱体上侧的上水管容积有关。
2.一种采用权利要求1所述的上水管排空防冻方法的上水管排空防冻装置，其特征在于该装置由箱体(1)、箱体(1)上侧的上水管接头(2)、箱体(1)下侧的上水管接头(3)构成，在箱体(1)上侧的上水管接头(2)上设有气水交换开关(4)和进气阀(7)，在箱体(1)下侧的上水管接头(3)上设截止开关(5)和排水阀(6)。
3.根据权利要求2所述的上水管排空防冻装置，其装置上的阀门或开关，可采用集成方式，其特征在于该上水管排空防冻装置，由转芯外壳(8)、转芯(9)和箱体(1)构成，箱体(1)固定在转芯外壳(8)的一端，转芯(9)装在转芯外壳(8)内，并严密套紧，在转芯外壳(8)上沿同一个横断面设有四个通孔，处在上侧的一个为上水管通孔(10)，沿顺时针转45度处设进气通孔(11)，处在下侧的一个为排水通孔(14)，顺时针转动225度处为自来水管通孔(13)，在转芯(9)上设有三个通孔，与转芯外壳(8)的四个通孔处在同一个横截面上，分别标为K1、K2、K3通孔(17、18、19)，其中离K1通孔(17)顺时针转90度处为K2通孔(18)，顺时针转225度处为K3通孔(19)，转芯9上的K1通孔(17)处在正上侧时，转芯(9)上的位置标记(12)指向上水档A，在转芯(9)逆时针转动45度时，转芯(9)上的位置标记(12)指向排水进气档B，再逆时针继续转动45度时，转芯(9)上的位置标记(12)指向气水交换档C，在转芯(9)上的位置标记(12)指向上水档A时，转芯外壳(8)的上水管通孔(10)与转芯(9)上的K1通孔(17)对应连通，转芯外壳(8)上自来水管通孔(13)与转芯(9)上的K3通孔(19)连通，在转芯(9)上的位置标记(12)指向排水进气档B时，转芯外壳(8)上的进气通孔(11)与转芯(9)上的K2通孔(18)连通，转芯外壳(8)上的排水通孔(14)与转芯(9)上的K3通孔(19)连通；当转芯(9)上的位置标记(12)指向气水交换档C时，转芯外壳(8)的上水管通孔(10)与转芯(9)上的K2通孔(18)连通。
全文摘要
本发明公开了一种上水管排空防冻方法及装置，主要是采用两种比重不同的介质，在一个容器内比重小的始终在比重大的上面的原理，在上水管的底部设一个气水交换密封箱，通过多次气水交换，使上水管内的水排出。按照以上方法，采用的排空防冻装置可由箱体1、箱体1上侧的上水管接头2、箱体1下侧的上水管接头3构成，在箱体1上侧的上水管接头2上设有气水交换开关4和进气阀7，在箱体1下侧的上水管接头3上设截止开关5和排水阀6。该上水管排空防冻方法及排空防冻装置，防冻彻底、效果最好、适应性最强；施工、维修和使用均较方便，费用低，无须购置大量的防冻材料和设备，使用寿命长，不存在环境污染，特别适用于太阳能热水器。
文档编号F24J2/46GK1570511SQ20041002407
公开日2005年1月26日 申请日期2004年5月10日 优先权日2004年5月10日
发明者张成坤, 朱慧莹, 张敏 申请人:张成坤